La lettre du

Edito
Vous avez sous les yeux le premier
numéro de « la lettre du DIAS »
(Département Imagerie Aérienne et
Spatiale de l’ENSG). Elle permettra
désormais, tous les six mois, de faire
connaître à tous ceux que l’imagerie
intéresse, les points marquants
des travaux du département, ainsi
que les avancées technologiques
observées dans les domaines
de la photogrammétrie et de la
télédétection.
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N° Département Imagerie Aérienne et Spatiale
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La lettre du
Actualités du département
★★ Le DIAS vient de terminer la rédaction du cours « Photogrammétrie rapprochée
pour l’architecture ». Ce cours, initialement rédigé en anglais et à destination de
l’équipe yéménite formée depuis 2007 à la photogrammétie architecturale, a été
conçu comme leur manuel de référence. Il a été scénarisé par Catherine Prunier
et sera donc bientôt disponible sur le site de la formation à distance à l’adresse :
ÞÞ http://fad.ensg.eu/
La photogrammétrie est depuis
quelques temps en pleine
effervescence : les nouveaux
moyens de calcul optimisés, la
disponibilité d’images numériques
d’excellente qualité, bien résolues
et prises en grande redondance,
les nouveaux logiciels de
compensation de faisceaux très
performants, utilisant le meilleur de
la photogrammétrie et de la vision
par ordinateur, ont bouleversé
les pratiques, jusqu’à conquérir le
grand public. On ne s’étonnera donc
pas de trouver dans ce premier
numéro un dossier technique pour
découvrir Microsoft Photosynth et
Google Building Maker.
De plus en plus ancré dans le
domaine de la photogrammétrie
rapprochée, le DIAS continue néanmoins de prendre de la hauteur
par ses travaux de télédétection :
thèse en cours sur le radar polarimétrique, analyse des métiers
de la télédétection, recherche en
classification optique (classification
orientée objet et fusion de classifications pixellaires)…
Enfin, avant de quitter le DIAS pour
un autre poste à l’ENSTA Bretagne,
Thomas Touzé nous dit quelques
mots de son étude sur un lidar
spatial couplé à un imageur stéréo
à très haute résolution.
Une copie d’écran du cours
Sommaire
Actualités du département................................................................................... 1
Actualités de la photogrammétrie et de la télédétection..................................... 3
Sur le web............................................................................................................. 3
Les travaux de Thomas Touzé............................................................................... 3
La thèse de Sébastien Giordano en quelques mots.............................................. 5
Le dossier technique ........................................................................................... 6
Quand le grand public produit de la donnée 3D................................................... 6
PHOTOSYNTH : créer des nuages de points 3D à partir de photos....................... 6
GOOGLE BUILDING MAKER : créer des modèles 3D à partir de vues aériennes .. 9
La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
★★ Une école d’été en photogrammétrie et lasergrammétrie à destination des
architectes et des archéologues s’est déroulée du 29 août au 2 septembre à Forcalquier. 26 stagiaires et 5 enseignants ont participé à la formation.
Plus d’info sur :
ÞÞ http://www.ensg.eu/Ecole-d-ete-en-photogrammetrie-et-lasergrammetrie
L’annonce de l’école d’été
★★ En mai dernier, dans le cadre de leur projet de fin d’année, les étudiants DC2
ont réalisé la restitution de la façade sud du transept de la cathédrale d’Amiens
à partir des données acquises lors du stage terrain 2010 du mastère PPMD (voir
photo ci-contre).
A noter qu’en octobre, la promotion PPMD 2011 prendra la suite de ces travaux et
s’attaquera à la façade principale de la cathédrale qui est tout simplement monumentale !
★★ Les projets de télédétection avec les G1 à Forcalquier en juin dernier
ont donné lieu à des études d’évolution de paysage (communes, plantations
d’arbres et de cultures) dans la région. Trois sujets ont été commandités par le
CEMAGREF. Les étudiants ont notamment fourni des cartes d’évolution de la
dynamique d’urbanisation discontinue et des zones combustibles pour la gestion
des risques d’incendie de forêt. Ces travaux se sont inscrits dans le cadre du projet
Européen FUME auquel participe le CEMAGREF d’Aix-en-Provence.
★★ Daniel Schelstraete et Laure Chandelier participeront en novembre prochain
à une mission du Louvre et dirigée par Marc Pierrot-Deseilligny dans la vallée
des Rois en Egypte. L’objectif de ce projet est de réaliser le relevé de la tombe de
Meremptah avec l’outil de corrélation dense Micmac.
★★ Un article intitulé « Classification orientée objet supervisée d’une forêt avec
une sélection guidée d’attributs personnalisés » et rédigé par O. de Joinville est
paru au numéro 195 de septembre de la RFPT (revue de la SFPT, Revue Française
de Photogrammétrie et Télédétection).
2
Restitution (DC2)
et orthoimage (PPMD)
de la façade sud du transept
de la cathédrale d’Amiens
La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
Les travaux
de Thomas Touzé
Actualités de la photogrammétrie
et de la télédétection
Les recherches menées par Thomas
Touzé au DIAS en 2011 entraient
dans le cadre d’une collaboration
entre le CNES, le BRGM et l’ENSG
pour le développement du projet
Z-Earth de satellite d’observation de
la Terre.
La rentrée de septembre est l’occasion pour les enseignants
du DIAS de participer à différents événements, dont les
comptes-rendus seront bientôt disponibles sur l’Intranet de
l’ENSG :
ÞÞ http://intranet.ensg.eu/spip.php?rubrique29
★★ La semaine photogrammétrique de Stuttgart du 5 au
9 septembre : lieu de rencontre privilégié des constructeurs
du domaine, ce congrès est l’occasion de connaître les dernières évolutions des matériels et logiciels.
ÞÞ http://www.ifp.uni-stuttgart.de/news/index.en.html
Ce projet a pour but de fournir des
MNT mondiaux à haute résolution
de zones particulières (volcans,
Thomas Touzé
glaciers, glissements de terrain, etc.)
par corrélation dense de couples stéréoscopiques d’images.
Le caractère innovant de Z-Earth tient à l’utilisation de
mesures lidar pour, d’une part, fournir des points de liaison
aux couples stéréoscopiques et, d’autre part, améliorer la
connaissance de la position et de l’attitude de la plate-forme
du satellite. Le LIDAR sera profileur en bordure de la bande
de l’imageur stéréo.
★★ Le congrès du CIPA (Congrès International de Photogrammétrie Architecturale) à Prague, du 12 au 16 septembre,
où une communication sera faite sur les travaux d’Amiens
« Complementarity of terrestrial laser scanning and DSM
from aerial photography : the example of the Cathedral of
Amiens »
ÞÞ http://www.conferencepartners.cz/cipa/
Les travaux qui ont été effectués se sont focalisés sur
l’estimation de l’altitude par un lidar à retour d’onde complète
(ROC) tel qu’il est prévu dans le projet. Dans un premier
temps, il s’agissait d’étudier la robustesse de cette estimation
en fonction de caractéristiques de la surface topographique,
à savoir la rugosité, la pente et les variations de réflectance.
Un simulateur a été conçu dans ce but, en l’occurrence la
mise en évidence des sources significatives de biais dans
l’estimation de l’altitude. Dans un second temps, l’étude de
données géographiques (images IRC de la BD-Ortho, MNT
hautes et basses résolutions) a permis d’étudier la probabilité
que l’estimation de l’altitude par un lidar Z-Earth ne soit pas
robuste.
★★ L’ISPRS (International Society for Photogrammetry
and Remot Sensing) tiendra son congrès du 25 août au
1er septembre 2012 à Melbourne.
ÞÞ http://www.isprs2012-melbourne.com/
★★ Le lancement du premier satellite de la gamme Pléiades
ne devrait pas tarder, aux dernières nouvelles il était question de décembre 2011, restons prudent…
ÞÞ http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/3227-pleiades.php
Sur le web
L’empreinte au sol du lidar Z-Earth a un rayon de 12 m. Cela
est dû aux contraintes de sécurité oculaire pour la longueur
d’onde de 1 064 nm. La topographie pouvant être complexe
dans une surface équivalente, la première étude s’est
focalisée sur la rugosité et la pente. Il a pu être démontré que
ces deux paramètres n’engendraient pas de biais significatif
dans l’estimation de l’altitude.
★★ Gordon Petrie, professeur à l’université de Glasgow a
réalisé une webographie très complète, nommée « Web Links
Database – Geoinformatics ». Elle couvre tous les domaines
de la géomatique : géodésie, topométrie, photogrammétrie,
télédétection, cartographie et SIG.
En revanche, si la réflectance dans la scène varie, cela entraîne
un décalage du barycentre du profil de rétrodiffusion sur
lequel est basée la mesure des lidars ROC.
ÞÞ http://www.weblinks.spakka.net/db/0
★★ Dans le cadre de ces traditionnelles revues de matériel, la
revue GIM international a publié en avril 2011 une synthèse
sur les caméras aériennes du commerce.
Il semble que les biais lidar puissent survenir en cas de
variation d’albédo et de pente. Si le premier semble peu
probable, qu’en est-il du second ? Des MNT à hautes et
basses résolutions ont été analysés dans ce but. La figure
→
ÞÞ http://www.gim-international.com/productsurvey/
index.php
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La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
ci-dessous présente les probabilités cumulées des pentes
des six MNT basse résolution analysés, dont trois dans des
secteurs montagneux. Dans le plus défavorable des cas, une
pente supérieure à 100 % (45°) a une probabilité inférieure
à 10%. Il est vraisemblable que la probabilité conditionnelle
d’avoir de fortes variations d’albédo sous condition de forte
pente, soit extrêmement faible. Le calcul rigoureux n’a pas
été effectué, faute de données.
De par l’altitude des satellites qui les emportent, les lidars
spatiaux ont nécessairement de larges empreintes, telles
celles de Z-Earth. Il reste encore beaucoup de travail pour
valider statistiquement la robustesse des estimations lidar
face aux conditions topographiques, cependant ces résultats,
fruits de six mois de recherches, semblent prometteurs.
Probabilités cumulées des pentes dans six MNT départementaux, au pas de 25 m, issus de la BD-Ortho
Simulation du satellite Z-Earth
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La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
La thèse de Sébastien Giordano en quelques mots
Soyons réalistes, ce sujet de thèse aurait sans doute été
beaucoup mieux traité par Flipper le Dauphin mais malheureusement, il n’est pas encore possible d’embaucher de
cétacés à l’ENSG.
possède quatre canaux de polarisations ; une amplitude et
une phase sont mesurées par canal.
La problématique réside dans le fait que dans la cellule
de résolution décamétrique du radar les mécanismes de
rétrodiffusion sont mélangés (on parle de somme cohérente).
Dans le but d’aborder des applications de classification
d’occupation du sol avec ces deux capteurs, on souhaiterait
les démélanger et améliorer par conséquent la résolution
des images radar.
La fusion de données entre un capteur passif (la vue) et un
capteur actif (un sonar), Flipper, lui, la pratique tous les jours.
Quand la turbidité de l’eau ou la profondeur l’empêche de
voir, il utilise les ondes acoustiques de son sonar pour identifier les objets. Comme ces ondes pénètrent les matériaux,
Flipper peut détecter et se délecter de poissons cachés dans
le sable ou dans les algues (miam !).
L’approche pour résoudre le problème est une fusion coopérative : la donnée optique dont la résolution est sensiblement
plus fine que celle du radar est utilisée comme paramètre de
référence pour le démélangeage. Le but de la recherche se
ramène donc à un problème de simulation.
Grâce à Flipper on voit que chaque capteur a un point de
vue différent et la complémentarité de ces points de vue
aboutit à de plus amples informations et de meilleures prises
de décision. Ainsi, la fusion entre capteurs est une solution
pour traiter des problèmes d’occupation du sol combinant
des classes définies par leur comportement spectral et structurel. Dans le cas des classifications forestières, si l’optique
peut donner des informations sur la composition des peuplements, le radar est quant à lui plus sensible à leur structure :
hauteur, densité ou nombre de troncs.
Des stratégies seront mises au point à partir de l’optique pour
modéliser l’occurrence des mécanismes physiques de rétrodiffusion au sein d’une cellule de résolution. En exprimant
que la somme de ces mécanismes contribue à l’observation
radar (la matrice de diffusion), on est capable d’améliorer la
résolution. Le cadre mathématique de la fusion de données
permettra de modéliser la confiance que l’on accorde aux
simulations faites à partir de l’optique.
Evidemment, je ne dresse pas de dauphin pour les
mesures mais j’utilise des images optiques stéréoscopiques
submétriques (des prises de vues aériennes de l’IGN ou des
images de satellite à très haute résolution spatiale) et des
images radar polarimétrique de résolution décamétrique.
Le système radar polarimétrique est un système actif qui
mesure une matrice de diffusion ; c’est-à-dire la façon dont
une cible diffuse les ondes électromagnétiques émises par le
radar. Celui-ci est dit complètement polarimétrique quand il
Quand on pense que le dauphin est communément reconnu
comme un des animaux les plus intelligents (sans parler de
Flipper qui lui en plus sait communiquer avec les hommes
et rattraper les voleurs...), la mise au point de ces méthodes
de fusion optique-radar est un vrai challenge, qui nécessitera
bien trois ans de thèse.
Le village de Dauphin vu par...
le satellite Radarsat-2
ortho IRC issue de prise de vue IGN
Simple rebond, double rebond et diffusion
volumique des ondes électromagnétiques
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La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
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Quand le grand public produit de la donnée 3D
tout, il a fallu moins d’une heure pour faire la prise de vues et
la traiter. Le résultat est accessible sur le site de Photosynth
[1] en tapant le mot-clé « Université Marne-la-Vallée ».
Depuis 2005, les globes virtuels tels que Google Earth
ou Geoportail permettent au grand public de visualiser
des données géographiques de plus en plus nombreuses.
Aujourd’hui, un nouveau pas est franchi : des outils participatifs proposent aux internautes de produire eux-mêmes
leur modèle 3D.
Dans cet exemple, probablement par manque de parties
communes, certaines images n’ont pu être recalées et deux
synths distincts ont été créés : l’un correspond au bâtiment
Copernic, l’autre à celui de l’ESIEE. Au final, le nombre de
points est relativement faible, autour de 6 000 pour le bâtiment Copernic, peut être à cause de la nature répétitive du
bâtiment.
Ce dossier fait un zoom sur deux d’entre eux, Photosynth et
Google Building Maker. Comment ces outils fonctionnentils ? La donnée ainsi produite peut-elle être utilisée pour
de la cartographie ? L’étude, préparée pendant l’été 2010
(nul doute qu’en un an de nouveaux outils participatifs sont
apparus) tente de répondre à ces questions.
PHOTOSYNTH :
créer des nuages de points 3D à partir de photos
Un logiciel à la portée de tous
Photosynth [1] est un « logiciel en ligne de représentation
et d’exploration visuelle, sur écran, dites immersives de
parties du Monde, mêlant photographies et 3D » [2]. Il s’agit
d’un développement commun de l’université de Washington
(Graphics and Imaging Laboratory) et de Microsoft Research.
Depuis août 2008, l’application est accessible par le grand
public et aujourd’hui plus de 200 000 scènes ont été créées,
correspondant au traitement de près de 8 500 000 photos.
Photosynth réalise, sans intervention aucune de l’opérateur,
le calage relatif d’images d’une même scène en utilisant des
points de liaison en nombre significatifs, constituant au final
un nuage de points 3D relativement dense.
Bâtiment Copernic – Vue 3D des photographies
La technique sous-jacente
(pour les photogrammètres !)
Les algorithmes mis en œuvre dans Photosynth sont décrits
de façon détaille dans l’article [4]. Ils combinent des concepts
de la vision par ordinateur et de la photogrammétrie. Pour
résumer et en simplifiant : des points d’intérêt SIFT sont
générés par image et appariés pour chaque paire d’images
possible. Un graphe est alors créé représentant les liens
possibles entre clichés. Une solution initiale du calage relatif des vues est obtenue en orientant les images successivement par relèvement sur les points reconstruits d’un couple
initial choisi avec une grande base et de nombreux points
de liaison. Le calage final est obtenu par compensation de
faisceaux itérativement à partir de cette solution initiale.
Des tests et algorithmes complémentaires sont utilisés pour
rendre l’algorithme le plus robuste possible. Lors de la
compensation, certains paramètres internes de la caméra,
fournis par les métadonnées Exif, sont ré-estimés car jugés
insuffisamment précis : la focale et les deux premiers coefficients du polynôme de distorsion. A noter que le point
principal d’autocollimation et le point principal de symétrie
sont fixés au centre de l’image.
L’utilisation de l’outil est très simple et requiert uniquement
la possession d’un compte « Windows live » ainsi que l’installation d’un plugin. La visualisation des résultats se fait directement sur le site. Les données en entrée sont des photographies d’un même objet, prises par une ou plusieurs
personnes sous différents angles avec un ou plusieurs appareils photos. En sortie, Photosynth crée une scène appelée
synth, c’est-à-dire des images recalées les unes par rapport
aux autres et placées dans un environnement 3D où l’on peut
également visualiser les points 3D colorisés qui ont été générés lors des calculs de liaison entre les images.
Certains synths sont géoréférencés sur le site de cartographie en ligne de Microsoft, Bing Maps [3].
L’exemple du bâtiment Copernic
Un premier test a été mené sur le bâtiment Copernic de l’université Marne La Vallée : 56 photos ont été prises au total
depuis le sol, le 2e et le 3e étage de l’aile Cassini de l’ENSG. En
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La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
Une exploitation géographique du synth ?
Puis, lors des projets des élèves ingénieurs, des tests complémentaires ont été menés sur la place de la Clastre Vieille afin
de qualifier la géométrie des nuages issus de Photosynth. Les
données de référence utilisées pour cette qualification sont
des nuages de points issus du scanner laser dont la précision
absolue est de l’ordre du centimètre. La comparaison a été réalisée sous CloudCompare, logiciel libre développé par EDF [6].
Depuis fin 2009, le DIAS étudie la possibilité d’exploiter
géométriquement ces nuages de points 3D à travers
différents projets (projet 1ère année IPC, stages terrain des
G2 et des Ing1). L’utilitaire « SynthExport », téléchargeable
sur Internet [5], permet d’exporter le nuage de points selon
différents formats standards (PLY, OBJ, VRML, X3D). Le nuage
obtenu n’est pas directement utilisable car il est géoréférencé
dans un système arbitraire spécifique à Photosynth qui, de
plus, n’est pas à l’échelle. Il est donc nécessaire de calculer la
similitude 3D de passage vers un système de coordonnées de
référence. Cela peut se faire en déterminant les coordonnées
de points dans les deux systèmes puis en calculant la meilleure
transformation de passage par moindres carrés.
Pendant les stages de l’été 2010 à Forcalquier, les géomètres 2e année ont produit un jeu complet sur le couvent des
Cordeliers qui correspond à l’assemblage de 7 synths
comportant un peu plus de 700 000 points. La visualisation
combinée des différents nuages permet de valider grosso
modo le géoréférencement mais on note la présence de
points parasites en dehors des bâtiments et qui sont dus,
vraisemblablement, à des erreurs de la phase de recalage. Il
serait nécessaire de « nettoyer » ces points aberrants.
Cathédrale de Forcalquier côté Clastre Veille – Ing1 2010
Vue 3D des photographies et du nuage de points dans Photosynth
Deux comparaisons ont été effectuées :
• une comparaison du nuage « brut » Photosynth calé uniquement par des points d’appui : les écarts avec le nuage
laser peuvent atteindre 60cm ;
• une comparaison du nuage Photosynth recalé sur les
données laser par l’algorithme ICP (Iterative Closest Point)
disponible dans CloudCompare : le décalage est d’une dizaine
de centimètres en bord d’objet sur les parties communes.
Cela peut correspondre à une erreur d’échelle résiduelle
puisque la fonction utilisée procède probablement sans mise
à l’échelle.
Couvent des Cordeliers – Forcalquier – G2 2010
Vues de dessus et de côté des nuages de points assemblés
Comparaison en distance du nuage brut avec les données laser
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La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
Comparaison en distance du nuage recalé avec les données laser
Par ailleurs, on constate que le nuage Photosynth est assez
fortement bruité par rapport au laser.
Dauphin : MNS obtenu - Ing1 2010
Conclusion et perspectives
Extrait sur une façade permettant d’observer le bruit du nuage :
en gris le nuage laser et en couleur celui de Photosynth
Une exploitation géométrique du nuage des points 3D
Photosynth est donc possible si l’on ne cherche pas un positionnement absolu très fin et peut permettre d’obtenir des
mesures relatives d’une précision de l’ordre de quelques
centimètres. Ces résultats pourront peut être être améliorés : depuis mai 2010, SynthExport permet également
d’exporter les paramètres internes et externes de la prise de
vues. Il sera intéressant d’étudier de façon approfondie ces
données complémentaires, notamment en les comparant
aux résultats d’aérotriangulation de la chaîne de photogrammétrie classique. A terme, le géoréférencement du nuage
Photosynth pourrait être amélioré et les phases d’aérotriangulation simplifiées.
Photosynth a également été testé sur des images aériennes
du village de Dauphin acquises depuis un ULM. Cette prise
de vues, d’une résolution de 5 cm, a été effectuée par Daniel
Schelstraete et des ingénieurs 1ère année. La qualité du MNS
créé puis géoréférencé en Lambert 93 a été évaluée par un
levé GPS indépendant. Il s’avère que la précision du modèle
obtenu est de l’ordre de 5 m ce qui est bien en deçà de ce
que l’on obtient avec des algorithmes plus classiques. La
première source d’erreur est le géoréférencement lui-même
puisqu’il a été effectué avec des points peu précis.
Parallèlement à ces outils grand public, la communauté
scientifique travaille sur les algorithmes de corrélation
dense tels que Micmac [7] à l’IGN, PMVS [8] et Arc3D [9]
(pour n’en citer que quelques uns) qui permettent d’obtenir
des nuages de points d’une très bonne résolution. Ces
algorithmes effectuent en plus du calage relatif des images,
une reconstruction pixel à pixel de la scène d’où le terme
« dense » employé pour qualifier ces méthodes. En juillet
2010, un groupe de travail [10] a été mis en place au sein de
l’EuroSDR pour tester les performances de ces outils.
Le système d’acquisition photographique accroché sur l’ULM
8
La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
GOOGLE BUILDING MAKER : créer des modèles 3D
à partir de vues aériennes
Pour aller plus loin sur ce sujet :
[1] �http://photosynth.net
Dessiner des bâtiments en quelques clics
[2] Site wikipedia sur Photosynth
ÞÞ http://fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth
Cette étude a également été réalisée pendant l’été 2010.
Google Building Maker [1] est une application web apparue en
octobre 2009 qui permet de modéliser en 3D des bâtiments à
partir de vues aériennes verticales et obliques. Actuellement,
près de 100 villes sont disponibles pour la modélisation sur les
5 continents dont deux en France, Lyon et Marseille. A terme,
Google peut espérer obtenir à moindres coûts de production
de véritables bases de données 3D urbaines.
[3] Cartographie des synths du monde entier
ÞÞ http://www.bing.com/maps/explore
[4] Snavely N., Seitz S.M, Szeliski R. (2007). Modeling the world
from Internet photo collections, International Journal of Computer
Vision.
[5] Site de SynthExport (anciennement Photosynth Point Cloud Exporter)
ÞÞ http://synthexport.codeplex.com
[6] Site EDF du logiciel CloudCompare
ÞÞ http://innovation.edf.com/recherche-et-communaute-scientifique/logiciels/cloudcompare-41182.html
[7] Micmac, un logiciel pour la mise en correspondance automatique dans le contexte géographique
ÞÞ http://www.micmac.ign.fr/
Vue sur Marseille : de nombreux bâtiments ont déjà été créés
Là encore, la mise en route est très simple : un plugin doit
être installé et un compte « Google » créé. Les données
d’entrée sont fournies, l’utilisateur choisit la ville et le bâtiment qu’il souhaite créer. En sortie, on obtient un modèle
3D texturé du bâtiment qui sera intégré dans Google Earth
après vérification.
[8] Site du projet PMVS : Patch-based Multi-view Stereo Software,
Université de Washington et Ecole Normale Supérieure
ÞÞ http://grail.cs.washington.edu/software/pmvs/
[9] Automatic Reconstruction Conduit, K.U. Leuven
ÞÞ http://www.arc3d.be/
L’exemple d’un bâtiment de Milan
[10] Site du groupe de travail de l’EuroSDR sur la génération de
MNS par corrélation dense
ÞÞ http://eurosdrbenchmarkofimagematching.ign.fr/
Nous avons réalisé un test sur la ville de Milan. L’utilisateur
choisit parmi différents types de solides géométriques celui
qui lui semble le mieux correspondre à la forme du bâtiment
et adapte ce solide en 2D sur les différentes vues aériennes
disponibles les unes après les autres (entre 6 et 8 vues).
Amiens – MNS dense réalisé par Micmac – PPMD 2010
Bâtiment en cours de saisie : le corps du bâtiment est correctement placé alors que le toit est en cours de positionnement
Selon la complexité du bâtiment, il peut être nécessaire
d’utiliser plusieurs solides. Dans ce cas, pour chaque vue,
9
La lettre du DIAS
N°1 - Octobre 2011
on positionne chaque solide en utilisant si nécessaire les
contraintes de placement disponibles. Les possibilités de
modélisation sont importantes, comme le montre la liste des
outils disponibles.
Exemple de plaquage de texture sur les façades d’un bâtiment
à partir de photographies terrestres
Google Building Maker apparaît donc comme un outil puissant de génération de modèles de bâtiments parce qu’il est
libre, simple et donc précurseur dans son domaine. A noter,
l’existence de Make3D [5], un outil de création d’environnement 3D à partir d’une seule image.
Outils de modélisation e Google Building Maker
Le modèle restitué n’est pas toujours parfait notamment
parce que certaines parties restent cachées empêchant
l’obtention d’un modèle complet et précis. La multiplication
des points de vue limite ces problèmes.
La technique sous-jacente
Google ne fournit pas d’information particulière sur les données en entrée (quelle société a acquis les images obliques ?)
ni sur les calculs effectués. Les images sont probablement
géoréférencées par un système GPS/INS embarqué dans
l’avion. La saisie est monoscopique comme dans d’autres
logiciels de photogrammétrie tels que Photomodeler [2] et
la reconstruction se fait par intersection dans l’espace. Sur
toutes les faces du bâtiment, une texture issue des images
utilisées pour la saisie est appliquée.
Pour aller plus loin sur ce sujet
[1] Site de Google Building Maker
ÞÞ http://sketchup.google.com/3dwh/buildingmaker.html
[2] Site du logiciel Photomodeler
ÞÞ www.photomodeler.com
Une exploitation du modèle 3D
en tant que donnée géographique ?
[3] Site du format d’échange Collada
ÞÞ http://www.khronos.org/collada/
L’export du modèle 3D est possible aux formats .kmz (Google
Earth) ou .dae (Collada[3]). Il est possible d’importer le bâtiment dans Google Sketchup [4] (à partir de la version 7.1) et
de modifier le bâtiment. La version pro de Sketchup permet
d’exporter ce modèle dans différents formats : VRML, 3DS
StudioMax, Autocad…
[4] Site de Google Sketchup
ÞÞ http://sketchup.google.com/intl/fr/
[5] Site de Make3D - Convert your image into 3d model
ÞÞ http://make3d.cs.cornell.edu/
Conclusion et perspectives
Pour l’instant les modèles 3D créés par Google Building Maker
n’ont pas été analysés au-delà d’une simple visualisation.
Il serait certainement intéressant de les comparer pour
les qualifier avec d’autres données de ce type, tels que
les modèles Bati3D qui sont eux générés de façon semiautomatique. Il faudra également suivre les mises à jour de
cet outil en évolution : déjà, une fonctionnalité d’utilisation
d’images personnelles a été ajoutée qui permet d’améliorer
les textures des façades avec des photographies prises depuis
le sol.
★★ Ont participé à ce numéro
Rédaction :
Thomas Touzé, Raphaële Héno, Olivier De Joinville,
Sébastien Giordano, Laure Chandelier (DIAS)
Mise en page :
Angélique Bandinelli (e-ensg)
Contact : [email protected]
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